Diese Lerneinheit führte die Schüler durch die Phasen Erkunden–Ausführen–Erweitern, um zu verstehen, wie im Labor gezüchtete Organe mithilfe von naturinspirierten Prinzipien entwickelt werden. Die Schüler erforschten natürliche Regeneration und Stammzellbiologie, wendeten dieses Wissen in AR-unterstützten Aktivitäten an und vertieften ihr Verständnis für die Komplexität des Wachstums eines funktionalen menschlichen Herzens. Der Einsatz von Augmented-Reality-Tools, insbesondere Delightex Edu, machte abstrakte biologische und technologische Konzepte zugänglicher und spannender. Durch die Verbindung von regenerativer Medizin mit realen medizinischen Herausforderungen regt die Einheit die Schüler dazu an, sowohl über die Möglichkeiten als auch die Grenzen des Organ-Drucks nachzudenken und weiterhin zukünftige Innovationen in der Biomedizin zu erforschen.

Phase Beschreibung
Erkunden

- Forschung und Entdeckung: Die Schüler untersuchen, wie lebende Organismen auf natürliche Weise Gewebe regenerieren und wie diese biologischen Prozesse die regenerative Medizin inspirieren. Sie erforschen die Rolle von Stammzellen, Gewebebildung und die Komplexität menschlicher Organe, wobei sie sich darauf konzentrieren, warum das Herz besonders schwierig nachzubilden ist.

- Inhaltsentwicklung: Zentrale Konzepte werden eingeführt, darunter natürliche Regeneration, Stammzelldifferenzierung, Gewebeorganisation, Bio-Inspiration und die Prinzipien des 3D-Bioprintings. Wissenschaftliche Erklärungen werden durch Beispiele aus der Natur und aktueller biomedizinischer Forschung unterstützt.

- Bedarfsanalyse: Das Vorwissen der Schüler zu grundlegender Biologie (Zellen, Gewebe, Organe) und ihr allgemeines Verständnis von Gesundheit und Medizin wird durch Leitfragen und Diskussionen ermittelt. Dies gewährleistet eine angemessene Unterstützung für Lernende im Alter von 14–18 Jahren.
Ausführen


- Curriculum-Umsetzung: Die Schüler wenden theoretisches Wissen durch naturinspirierte, praktische Aktivitäten an, die zeigen, wie Zellen Gewebe bilden und warum Organe als komplexe Systeme funktionieren. Der Fokus liegt auf dem Verständnis von Prozessen und nicht auf technischen Laborverfahren.

- Interaktive Übungen: 

Mit Delightex Edu interagieren die Schüler mit AR-Modellen von Stammzellen, Herz-Anatomie, Blutgefäßnetzwerken und geschichteten Organsystemen und erforschen, wie biologische Strukturen als integrierte Systeme funktionieren. Sie erkunden geschichtete Organstrukturen, vergleichen biologisches Wachstum mit 3D-Druck und lösen entscheidungsbasierte Szenarien zu im Labor gezüchteten Organen.

- Feedback-Erhebung: Feedback-Erhebung: Sofortiges visuelles Feedback wird durch AR-Interaktionen bereitgestellt. Das Lernen wird durch Gruppendiskussionen, lehrergeleitete Reflexion und Peer-Feedback während und nach den Aktivitäten verstärkt.
Erweitern

- AR-Integration: Augmented Reality wird genutzt, um biologische Strukturen und Prozesse zu visualisieren, die im Klassenzimmer nicht direkt beobachtet werden können. Delightex Edu ermöglicht markerlose AR-Erkundung von Zellen, Geweben und Organen und unterstützt inklusives und erfahrungsbasiertes Lernen.

- Interaktives Lernen: Die Schüler erkunden, manipulieren und analysieren aktiv 3D-Modelle und fördern dadurch forschendes Lernen und systemisches Denken. AR unterstützt Experimentieren, Vergleichen und Reflexion über reale biomedizinische Herausforderungen.

Gamifizierte Inhalte:

- Punkte und Abzeichen: Die Schüler erhalten Punkte für das Abschließen von Erkundungsaufgaben und Abzeichen wie Gewebe-Ingenieur oder zukünftiger Arzt für das Erreichen von Lernmeilensteinen.
- Bestenlisten: Optionale gruppenbasierte Bestenlisten zeigen den kollektiven Fortschritt und fördern die Motivation, wobei die Zusammenarbeit statt Wettbewerb im Vordergrund steht.
- Quests und Level: Lernaktivitäten sind als fortschreitende Quests strukturiert, die von der Zell-Erkundung bis zum Organ-Verständnis führen und zunehmend komplexer werden.
- Belohnungen für Erkundung: Visuelle Belohnungen und positives Feedback werden für gründliche Untersuchungen und durchdachte Entscheidungen innerhalb der AR-Aktivitäten bereitgestellt.
- Kollaborative gamifizierte Aufgaben: Die Schüler arbeiten in kleinen Gruppen, analysieren Szenarien, diskutieren Herausforderungen und treffen gemeinsam Entscheidungen zu im Labor gezüchteten Organen und ethischen Überlegungen.

AR-basierte Bewertungen:  Die Schüler zeigen ihr Verständnis durch Interaktion mit AR-Modellen, das Abschließen von Aufgaben und die Erklärung biologischer und technologischer Konzepte. Die Bewertung konzentriert sich auf Argumentation, Anwendung von Wissen und Reflexion statt auf Auswendiglernen.